COMBUSTIÓN EN CALDERAS

República Bolivariana De Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para La Educación y Deporte

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño

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COMBUSTIÓN EN CALDERAS

Elaborado Por:

• José A. Rodríguez C.I:23.764.501

Maracaibo, agosto  09 Del 2017  Edo Zulia

Introducción

       Una caldera de combustión es uno de los equipos integrados en las centrales térmicas, destinado a extraer la energía calorífica del combustible y cedérsela al fluido que circula por su interior, agua o vapor. La caldera está sometida a cambios de temperatura dependientes de la cantidad de fuego que en cada momento alberga el hogar, lo que trae como consecuencia que aquella se contraiga y se dilate en función de los cambios que en ella se efectúen. Es por ello que el hogar esta «colgado» para permitir la dilatación longitudinal de las paredes del hogar. Esto obliga a conectar el cenicero y el hogar mediante un sistema que permita este movimiento, como el cenicero está anclado en el suelo, el referido sistema consiste en un cierre hidráulico, que permite el alargamiento hacia abajo de la caldera, a la vez que la aísla del exterior evitando entradas anormales de aire

Índice 

1. Describir los aspectos básicos del proceso de combustión en una caldera.
2. Analizar los fenómenos químicos y energéticos del proceso de combustión en una caldera.
3. Explicar las causas de aparición de fallas y su relación con en el proceso de combustión en una caldera.
4. Establecer el control y prevención de fallas en relación con en el proceso de combustión en una caldera.
5. Establecer la importancia de la relación de combustión con aire y cantidad de aire teórico.
6. Realice un cuadro comparativo de las características generales, usos, y propiedades físico-químico de los diferentes combustibles utilizados en generadores de vapor.
7. En que consiste el equipo de análisis de laboratorio ORSAT para las muestra de gases producto de la combustión
8. Como se mejora el balance térmico y eficiencia de un generador de vapor a partir de los análisis “ORSAT”.
9. Explique los tipos de corrosión que se pueden presentar en un proceso de combustión.
10. Como se pueden prevenir los procesos de corrosión que se pueden presentar en un proceso de combustión.

1. Describir los aspectos básicos del proceso de combustión en una caldera.

      La caldera, además de ser el equipo principal, es también la principal  preocupación de los técnicos que se encargan de la explotación de una central. Es sin duda el equipo que más problemas potenciales puede dar, que más paradas provoca, y que requiere un mantenimiento más estricto. Se trata de una tecnología emergente, no suficientemente desarrollada. Frente a la gran experiencia acumulada en otros procesos de combustión que liberan gran cantidad de energía térmica a partir de la oxidación de un combustible sólido, como las centrales de carbón, la combustión de biomasa se enfrenta a una serie de problemas nuevos que aún no se han resuelto de forma totalmente satisfactoria.

     El alto contenido en potasio y en cloro de la biomasa provoca incrustaciones y corrosión en diversas partes de la caldera. La combustión no es totalmente estable, presentando variaciones importantes de presión y temperatura. Hay una gran dificultad para automatizar completamente el control de la caldera, por la variabilidad de las condiciones en que puede presentarse la biomasa a la entrada.

      La rentabilidad de las plantas, incluso con las primas a la producción eléctrica que ofrece la legislación española, es muy ajustada, lo que obliga a ahorrar en todos los componentes, incluida la caldera. No se emplean pues los mejores materiales ni las mejores técnicas, por el incremento en el coste que suponen. Solo una adecuada selección del tipo de caldera puede conducir a un éxito en la consecución de un proyecto de generación eléctrica con biomasa, y a la vez, una elección inadecuada dificultará enormemente que una inversión en este tipo de plantas, que supone entre 1 y 3 millones de euros por MW de potencia eléctrica instalada, pueda rentabilizarse

1. Analizar los fenómenos químicos y energéticos del proceso de combustión en una caldera.

      Los productos de combustión poseen una energía térmica de acuerdo a su temperatura. Esta energía o calor disponible Q , entendido como la cantidad de energía que puede ser convertida en energía útil, es tanto mayor, entre más fríos salen los gases de combustión del proceso de calentamiento de una carga, lo que indica un aprovechamiento notable de la energía térmica. El calor disponible está definido como: gases disp. Q PCS Q (donde: PCS: es el poder calorífico superior del combustible. Q gases: es la energía contenida en los gases de combustión, igual a la entalpía de productos a la temperatura de interés H menos la entalpía de los productos.

      El gas natural caracterizado como metano CH 4 y tiene un poder calorífico superior de 55528 kJ/kg. La figura 2 muestra cual es la relación entre el exceso de aire en el quemador y la temperatura de los gases de combustión sobre el calor disponible del proceso de calentamiento, este último como porcentaje del poder calorífico superior que sería la máxima energía útil.

     Se puede notar que para un exceso de aire fijo el calor disminuye a medida que la temperatura de los gases aumenta, lo que indica que no se le está extrayendo toda la energía útil a los humos y está quedando un remanente importante y susceptible de aprovechamiento. Si se considera constante la temperatura de los humos, se nota la clara influencia negativa del exceso de aire, puesto que el calor disponible disminuye debido a que el aire que adicionalmente ingresa a la combustión consume parte de la energía química transformada.

       Una consideración importante para disminuir la temperatura de los productos, y de esta manera, incrementar calor disponible es la instalación de recuperadores de calor. Generalmente los recuperadores de calor constituyen alternativas con buena viabilidad técnico-económica.

1. Explicar las causas de aparición de fallas y su relación con en el proceso de combustión en una caldera.

     En toda planta o industria que consuma vapor de agua, existe la presencia de un caldero, ya sea un caldero piro tubular  Y al existir un caldero, siempre hay las posibilidades de fallas, es por eso que relato algunas de las fallas típicas que ocurren en ellos

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